ระบบป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้า: การป้องกันแก๊ส การป้องกันกระแสเกิน และการออกแบบรีเลย์แบบดิฟเฟอเรนเชียล

สำหรับความผิดปกติทางวงจรป้อนของหม้อแปลง สายนำออก และส่วนประกอบภายใน ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม และต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดดังนี้:

• หม้อแปลงที่มีกำลัง 10 MVA หรือมากกว่าและทำงานแยกต่างหาก และหม้อแปลงที่มีกำลัง 6.3 MVA หรือมากกว่าและทำงานแบบขนาน ควรมีการติดตั้งระบบป้องกันด้วยการวัดความแตกต่าง (pilot differential protection) หม้อแปลงสำคัญที่มีกำลัง 6.3 MVA หรือน้อยกว่าและทำงานแยกต่างหากอาจติดตั้งระบบป้องกันด้วยการวัดความแตกต่างได้เช่นกัน

• หม้อแปลงที่มีกำลังต่ำกว่า 10 MVA อาจติดตั้งระบบป้องกันกระแสเกินฉับพลันและระบบป้องกันกระแสเกิน หากหม้อแปลงมีกำลัง 2 MVA หรือมากกว่าและค่าความไวของระบบป้องกันกระแสเกินฉับพลันไม่เพียงพอ ควรใช้ระบบป้องกันด้วยการวัดความแตกต่าง

• สำหรับหม้อแปลงที่มีกำลัง 0.4 MVA หรือมากกว่า แรงดันหลัก 10 kV หรือน้อยกว่า และการเชื่อมต่อแบบสามเหลี่ยม-ดาว สามารถใช้ระบบป้องกันกระแสเกินสองเฟสสามรีเลย์ได้

• อุปกรณ์ป้องกันทั้งหมดที่ระบุข้างต้นต้องทำงานเพื่อทำให้เบรกเกอร์ทุกด้านของหม้อแปลงทริป

ระหว่างการทำงานของหม้อแปลง ความผิดปกติภายในอาจตรวจจับและแก้ไขได้ยาก ทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ การติดตั้งระบบป้องกันด้วยรีเลย์แก๊สสามารถช่วยป้องกันเหตุการณ์ดังกล่าวได้ในระดับหนึ่ง

แนะนำระบบป้องกันด้วยรีเลย์แก๊ส

ระบบป้องกันด้วยรีเลย์แก๊สเป็นหนึ่งในระบบป้องกันหลักของหม้อแปลงและอยู่ในประเภทการป้องกันที่ไม่ใช่ไฟฟ้า มีการแบ่งออกเป็นระบบป้องกันแก๊สเบาและระบบป้องกันแก๊สหนัก หลักการการทำงานแตกต่างกัน: ระบบป้องกันแก๊สเบาจะทำงานเมื่อมีความผิดปกติภายในเล็กน้อยทำให้น้ำมันฉนวนแตกตัวและสร้างแก๊สเนื่องจากความร้อน แก๊สสะสมในส่วนบนของรีเลย์ทำให้ถ้วยเปิดเสียสมดุลลอยลง ทำให้คอนแทคเรดคลอสปิดและส่งสัญญาณเตือน ระบบป้องกันแก๊สหนักจะทำงานเมื่อมีความผิดปกติภายในร้ายแรงทำให้น้ำมันขยายตัวอย่างรวดเร็วเนื่องจากความร้อนหรืออาร์คไฟ สร้างแก๊สปริมาณมากและกระแสน้ำมันไหลเร็วไปยังถังน้ำมัน กระแสน้ำมันกระทบกับแผงกั้นภายในรีเลย์ ทำให้ฝาครอบเคลื่อนที่ผ่านแรงต้านทานของสปริงและแม่เหล็กทำให้คอนแทคเรดคลอสปิด ส่งผลให้มีคำสั่งทริป ควรตั้งค่าให้ทำงานในโหมดทริป นอกจากนี้ระบบป้องกันที่ไม่ใช่ไฟฟ้าสำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่ที่แช่น้ำมันโดยทั่วไปยังรวมถึงระบบป้องกันแรงดันและการเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างฉับพลัน

ความแตกต่างหลักระหว่างระบบป้องกันแก๊สเบาและระบบป้องกันแก๊สหนักคือค่าตั้งของรีเลย์: ระบบป้องกันแก๊สเบาจะส่งสัญญาณเตือนเท่านั้นโดยไม่ทริป ในขณะที่ระบบป้องกันแก๊สหนักจะทริปโดยตรง

แรงดันลำดับศูนย์เท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของแรงดันเฟสสามเฟส วิธีคำนวณกระแสลำดับศูนย์คล้ายคลึงกัน

หลักการของระบบป้องกันแก๊สหนักขึ้นอยู่กับการออกแบบด้วยลอยและรีเลย์เรดคลอส ห้องน้ำมันของรีเลย์เชื่อมต่อกับถังหม้อแปลง เมื่อมีความผิดปกติทำให้เกิดแก๊ส แก๊สสะสมทำให้ลอยลดระดับลงจนถึงจุดหนึ่ง ทำให้คอนแทคสเตจแรกปิดและส่งสัญญาณเตือนแก๊สเบา เมื่อมีแก๊สสะสมเพิ่มขึ้น ลอยลดระดับลงมากขึ้น ทำให้คอนแทคสเตจสองปิด วงจรป้องกันแก๊สหนักปิด และทริปเบรกเกอร์

ความแตกต่างในการทำงานระหว่างระบบป้องกันแก๊สเบาและระบบป้องกันแก๊สหนัก

รีเลย์แก๊สเบาประกอบด้วยถ้วยเปิดและคอนแทคเรดคลอส ทำงานเพื่อส่งสัญญาณ รีเลย์แก๊สหนักประกอบด้วยแผงกั้น สปริง และคอนแทคเรดคลอส ทำงานเพื่อทริป

ในการทำงานปกติ รีเลย์เต็มน้ำมันและถ้วยเปิดลอยอยู่ ทำให้คอนแทคเรดคลอสเปิด เมื่อมีความผิดปกติภายในเล็กน้อย แก๊สที่เกิดขึ้นช้าๆ เข้าสู่รีเลย์ ทำให้น้ำมันลดระดับ ถ้วยเปิดหมุนตามเข็มนาฬิการอบจุดหมุน ทำให้คอนแทคเรดคลอสปิดและส่งสัญญาณเตือน เมื่อมีความผิดปกติภายในร้ายแรง แก๊สปริมาณมากเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้แรงดันในถังเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันและกระแสน้ำมันไหลเร็วไปยังถังน้ำมัน กระแสน้ำมันกระทบกับแผงกั้นของรีเลย์ ทำให้แผงกั้นเคลื่อนที่ผ่านแรงต้านทานของสปริง ทำให้แม่เหล็กเคลื่อนที่ไปยังคอนแทคเรดคลอส ทำให้คอนแทคปิดและทริป

คุณลักษณะของรีเลย์หมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณขาเข้าและขาออกตลอดกระบวนการดำเนินงาน ไม่ว่าจะทำงานหรือกลับคืน รีเลย์จะเคลื่อนที่จากตำแหน่งเริ่มต้นไปยังตำแหน่งสุดท้ายโดยตรง โดยไม่หยุดที่ตำแหน่งกลางใดๆ คุณลักษณะ "การเปลี่ยนขั้น" นี้เรียกว่าคุณลักษณะของรีเลย์